专题07 功和能
1．（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得
A．物体的质量为2 kg
B．h=0时，物体的速率为20 m/s C．h=2 m时，物体的动能Ek=40 J
D．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J 【答案】AD
80J=20 N，解得m=2 kg，故A正确B．h=0时，Ep=0，【解析】A．Ep–h图像知其斜率为G，故G=4mEk=E机–Ep=100 J–0=100 J，故
机
12
mv=100 J，解得：v=10 m/s，故B错误；C．h=2 m时，Ep=40 J，Ek=E2
–Ep=85 J–40 J=45 J，故C错误；D．h=0时，Ek=E机–Ep=100 J–0=100 J，h=4 m时，Ek′=E机–Ep=80 J–80
J=0 J，故Ek–Ek′=100 J，故D正确。
2．（2019·新课标全国Ⅲ卷）从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为
A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg
【答案】C
【解析】对上升过程，由动能定理，?(F?mg)h?Ek?Ek0，得Ek?Ek0?(F?mg)h，即F+mg=12 N；下落过程，(mg?F)(6?h)?Ek，即mg?F?k??8N，联立两公式，得到m=1 kg、F=2 N。 江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从3．（2019·
A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中
A．弹簧的最大弹力为μmg B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs C．弹簧的最大弹性势能为μmgs D．物块在A点的初速度为【答案】BC
【解析】小物块压缩弹簧最短时有F弹??mg，故A错误；全过程小物块的路程为2s，所以全过程中克服摩擦力做的功为：?mg?2s，故B正确；小物块从弹簧压缩最短处到A点由能量守恒得：
2?gs 12EPmax??mgs，故C正确；小物块从A点返回A点由动能定理得：??mg?2s?0?mv0，解得：
2v0?2?gs，故D错误。
4．（2019·浙江选考）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是
A．加速助跑过程中，运动员的动能增加
B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加 C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加
D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加 【答案】B
【解析】加速助跑过程中速度增大，动能增加，A正确；撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的弹性势能不是一直增加，B错误；起跳上升过程中，运动员的高度在不断增大，所以运动员的重力势能增加，C正确；当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能被转化为动能，即重力势能减少，动能增加，D正确。
5．（2019·浙江选考）如图所示为某一游戏的局部简化示意图。D为弹射装置，AB是长为21 m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10 m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内。某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10 m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点。已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是
A．5 s B．4.8 s D．3 s
C．4.4 s 【答案】A
【解析】设小车的质量为m，小车在AB段所匀减速直线运动，加速度a1?在AB段，根据动能定理可得?fxABBC段，根据机械能守恒可得
f0.2mg??0.2g?2m/s2，mm1212，解得10?4vB?4m/s，故t1??mvB?mv0s?3s；小车在
22212解得hCD?0.8m，过圆形支架的圆心O点作BC的垂线，mvB?mghCD，
21hCD1xBCsin???，故小车在BC上运动的加速度为根据几何知识可得R，解得，xBC?4m?2xBC5xBChCDa2?gsin??2m/s，故小车在BC段的运动时间为t2?2vB4?s?2s，所以小车运动的总时间为a22
三年高考(2017-2019)物理真题分项版解析——专题07 功和能(解析版)
